丙戊酸钠对大鼠损伤背根节神经元异位自发放电的抑制作用

【关键词】  神经病理性痛

    Effect of sodium valproate on ectopic spontaneous discharge of injured dorsal root ganglion neurons in rats

　　【Abstract】  AIM: To investigate the effect of sodium valproate on ectopic spontaneous discharge (ESD) in injured  dorsal root ganglion (DRG) neurons. METHODS:  Single dorsal root fiber was separated, the ESD conducted from injured DRG neurons was recorded and the effects of different concentrations of sodium valproate were observed. RESULTS:  Different concentrations of sodium valproates decreased the number of ESD in a dosedependent manner. CONCLUSION:  The administration of sodium valproate inhibits the number of ESD from injured DRG neurons. This may lay a foundation for using sodium valproate peripherally as analgetic.

　　【Keywords】  ganglia, spinal;   ectopic spontaneous discharge; valproic acid;   neuropathic pain

　　【摘要】  目的： 探讨丙戊酸钠(sodium valproate, VPA)对损伤背根节神经元异位自发放电的影响及其时间和剂量关系. 方法： 分离背根单纤维，引导来自损伤背根节(dorsal root ganglion, DRG)神经元的异位自发放电，观察不同浓度VPA对放电频率和放电模式的影响. 结果： VPA可抑制异位自发放电，降低其放电数，并具有剂量依赖关系. 结论： 局部应用VPA可抑制DRG神经元自发放电，这可为外周应用VPA进行镇痛提供依据.
 
　　【关键词】 神经节，脊；异位自发放电；丙戊酸；神经病理性痛

　　0引言
   
　　丙戊酸钠(sodium valproate, VPA)是目前临床上应用较广的抗癫痫药物，1988年Sorensen［1］报道了临床采用VPA和丙戊酸镁预防治疗偏头痛，特别是严重偏头痛，获得了较满意的效果. 其后的研究发现VPA在治疗三叉神经痛［2］、糖尿病性神经病变［3］以及疱疹性疼痛［4］等也具有满意的疗效. 但是，关于VPA的作用机制却不甚清楚. 我们在背根节(dorsal root ganglion, DRG)慢性压迫模型上，用分离背根单纤维的技术观察VPA对受损DRG神经元异位自发放电的影响，对VPA的作用机制进行初步探讨，为局部应用VPA进行镇痛治疗提供依据.

　　1材料和方法

　　1.1材料

　　模型制备：  正常SpraqueDawley大鼠16只(体质量为150～180 g)，雌雄不拘，由第四军医大学实验动物中心提供. 戊巴比妥钠(40 mg/kg, ip)麻醉后，在腰椎水平切开背部皮肤、分离肌肉，暴露左侧L5椎间孔插入适当直径小钢柱，制备DRG慢性压迫损伤模型［5］.
 
　　1.2方法

　　1.2.1 溶液配制人工脑脊液(artificial cerebrospinal fluid, ACSF)成分(mmol/L)： NaCl 130, KCl 3.5, NaH2PO4 1.25, NaHCO3 24, Glucose 10, MgCl2 1.2, CaCl2 1.2；以上药品溶于蒸馏水后，以1 mol/L HCl调pH至7.4，置4℃冰箱中备用. 实验所用药品以上述ACSF配制.

　　1.2.2离体DRG标本的制备及背根纤维放电的引导选择术后2～8 d的大鼠，戊巴比妥钠(40 mg/kg, ip)麻醉，在背部L1～L6处行椎板切除术，充分暴露两侧L5 DRG，小心游离L5 DRG及其相连的脊神经和背根约2 cm，置950 mL/L O2＋50 mL/L CO2饱和的人工脑脊液中平衡30 min. 将DRG标本放入特制的灌流槽内，以ACSF对DRG进行灌流，流速1～2 mL/min，温度控制在(33±1)℃，连接DRG的背根经槽间缝隙放入盛有石蜡油的小槽内，在体视显微镜下从背根分出约20 μm直径的神经细束，将中枢端悬挂在白金丝引导电极上记录DRG单纤维放电，槽间缝隙用凡士林隔开. 如记录到多个单位的自发放电，则继续细分，直到所观察的细束中只有一个自发放电单位时开始实验记录. 放电经记忆示波器（VC11型）显示后通过A/D板采集放电信号，采用机记录原始放电图和放电密度. 记录到自发放电后稳定5 min后，分别以含1，5，10和20 mmol/L VPA的ACSF进行灌流，观察放电频率的变化. 通过刺激坐骨神经，测量刺激电极与引导电极之间的距离及外周刺激引发动作电位的潜伏期，计算神经传导速度以对神经纤维进行分类. 速度大于2 m/s为A类神经元，小于2 m/s为C类神经元［6］.
 
　　统计学处理： 实验数据以x±s表示. 将用药前在ACSF浸浴条件下3 min基础放电频率的平均数作为对照值，用药后每分钟的平均放电数作为测定值，采用SPSS软件对药物作用后放电数降到最低时3 min的放电频率平均值与加药前对照值的比较进行配对t检验.

　　2结果

　　2.1损伤DRG神经元自发放电的一般特点在16例慢性压迫损伤的DRG，离体记录了95条单纤维的自发放电活动，其中92条的传导速度在5.0～43.0 m/s范围内，属于A类有髓纤维，其余3条为C类纤维，传导速度为1.05～1.72 m/s. 依据放电峰峰间期(ISI)序列的非线性动力学特征［7］，损伤DRG神经元自发放电的节律形式可分为以下3类： ① 周期节律(regular firing)，占10.5% (10/95)；② 非周期节律(irregular firing)，占32.6%(31/95)；③ 阵发节律(bursting firing)，占56.8% (54/95) (Fig 1).

　　2.2丙戊酸钠抑制损伤DRG神经元自发放电分别以1，5，10和20 mmol/L的VPA溶液浸浴损伤DRG，除1 mmol/L作用后神经元自发放电无明显改变外，5，10和20 mmol/L VPA可引起神经元放电数明显减少，甚至消失，药物作用前后放电频率平均差值分别为6.69，8.08和9.92 Hz (P<0.05). 用正常ACSF进行药物洗脱后，放电可恢复(Fig 2). 药物作用前后的放电频率记录显示，随着VPA作用浓度的增大，抑制放电的时间越快，恢复放电所需的时间越长(Fig 3).

　　2.3丙戊酸钠对不同放电模式的影响将10 mmol/L VPA作用于不同模式的自发放电，其放电消失的过程呈现不同的特点. 周期频率的放电在VPA作用后，逐渐演化为阵发放电(Fig 4A). 不规则放电则保持其放电特点，频率逐渐减少至完全消失(Fig 4B). 阵发放电模式在加入VPA后，串内间隔没有变化，串串间隔逐渐增大(Fig 4C).

　　3讨论

　　外周神经损伤区及相应的感觉神经元胞体产生大量的放电持久的传入活动引起脊髓和高位中枢水平的敏化，进而导致自发性疼痛、痛觉过敏及痛性感觉异常等慢性神经病理痛症状的产生［8］，成为神经病理性痛的信号源，抑制DRG神经元的异位自发放电可在一定程度上缓解神经病理痛症状. VPA可通过抑制GABA代谢酶或者促进GABA的释放等机制间接增强γ氨基丁酸能神经递质，抑制病灶神经元过度放电，同时遏制异常放电的扩散. 另外，VPA还可阻断电压依赖性钠通道.  但是大鼠海马切片研究显示，VPA对钠通道失活状态的恢复没有影响［9］.

　　我们在DRG慢性压迫模型上，观察到VPA可降低受损DRG神经元的放电数，高浓度时可完全抑制放电，且其抑制作用随浓度增加而加强. 提示VPA在受损神经元局部抑制自发放电，减少痛信号的传入，可能起到缓解疼痛的效果. 实验中还观察到VPA对不同形式放电的抑制作用存在不同的过程，在VPA作用后，周期放电逐渐演化为阵发放电，串串间隔逐渐增大，而串内间隔保持不变，这种作用方式类似于钠通道阻断剂利多卡因对放电的抑制作用过程. 因此，VPA可能通过阻断钠通道而抑制DRG神经元的自发放电，其作用机制还需进一步研究.

　　【】

　　［1］ Sorensen KV. Valproate: A new drug in migraine prophylaxis ［J］. Acta Neurol Scand, 1988;78(4):346-348.

　　［2］ Sindrup SH, Jensen TS. Pharmacotherapy of trigeminal neuralgia ［J］. Clin J Pain, 2002;18(1):22-27.

　　［3］ Kochar DK, Rawat N, Agrawal RP, et al. Sodium valproate for painful diabetic neuropathy: A randomized doubleblind placebocontrolled study ［J］. Q J Med, 2004;97(1):33-38.

　　［4］ Kochar DK, Garg P, Bumb RA, et al. Divalproex sodium in the management of postherpetic neuralgia: A randomized doubleblind placebocontrolled study ［J］. Q J Med, 2005;98(1):29-34.

　　［5］ Hu  SJ, Xing JL. An experimental model for chronic compression of dorsal root ganglion produced by intervertebral foramen stenosis in the rat ［J］. Pain, 1998;77:15-23.

　　［6］ Xie Y, Zhang J, Petersen M, et al. Functional changes in dorsal root ganglion cells after chronic nerve constriction in the rat ［J］. J Neurophysiol, 1995; 73(5):1811-1820.

　　［7］ Ren W, Hu SJ, Zhan BJ, et al. Periodadding bifurcation with chaos in the interspike intervals generated by an experimental neural pacemaker ［J］. Int J Bifur Chaos, 1997;7:709-712.

　　［8］ Devor M, Seltzer Z. Pathophysiology of damaged nerves in relation to chronic pain ［A］. In: Wall PD. Melzack R. Textbook of Pain ［M］. 4th ed. Londen: Churchill Livingstone, 1999: 129-164.

　　［9］ Johannessen CU. Mechanisms of action of valproate: A commentatory ［J］. Neurochem Int,  2000;37(23):103-110.